У папоротников образуются корни

У папоротников образуются корни

Папоротники — наиболее древняя группа высших растений. Встречаются в различных экологических условиях. В умеренных зонах это травянистые растения, наиболее распространены во влажных лесах; некоторые растут на заболоченных местах и в водоёмах, их листья отмирают на зиму. Во влажных тропических лесах встречаются древовидные папоротники с колоноподобным стволом высотой до 20 метров.

Наиболее распространённые папоротники — орляк, страусник.

Строение

Господствующей фазой в жизненном цикле папоротника является спорофит (взрослое растение). Почти у всех папоротников спорофит многолетний. Спорофит имеет довольно сложное строение. От корневища вертикально вверх отходят листья, вниз — придаточные корни (первичный корень быстро отмирает). Часто на корнях образуются выводковые почки, обеспечивающие вегетативное размножение растений.

Общий вид папоротника

Размножение

Спорангии находятся на нижней стороне листа, собраны кучками (сорусы). Сверху сорусы прикрыты покрывальцем (кольцо). Споры рассеиваются при разрыве стенки спорангия, а кольцо, оторвавшись от тонкостенных клеток, ведёт себя подобно пружине. Число спор на одном растении достигает десятков, сотен миллионов, иногда миллиардов.

Лист папоротника с нижней стороны

На влажной почве споры прорастают в маленькую зелёную сердцеобразную пластинку величиной несколько миллиметров. Это заросток (гаметофит). Он располагается почти горизонтально к поверхности земли, прикрепляясь к ней ризоидами. Заросток обоеполый. На нижней стороне заростка образуются женские и мужские половые органы (мужские — антеридии, женские — архегонии).

Оплодотворение происходит в водной среде (во время росы, дождя или под водой).

Мужские гаметы — сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, проникают внутрь и гаметы сливаются.

Происходит оплодотворение, в результате чего образуется зигота (оплодотворённая яйцеклетка).

Из оплодотворённой яйцеклетки формируется зародыш спорофита, состоящий из гаустории — ножки, которой он врастает в ткани заростка и потребляет из него питательные вещества, зародышевого корешка, почки, первого листа зародыша — «семядоли».

Со временем из заростка развивается растение папоротник.

Схема развития папоротника

Таким образом, гаметофит папоротников существует независимо от спорофита и приспособлен к обитанию в условиях увлажнения.

Спорофитом является всё растение, которое вырастает из зиготы — типичное сухопутное растение.

Папоротниковидные

Иллюстрация из книги Эрнста Геккеля Kunstformen der Natur, 1904
Научная классификация
Домен: Эукариоты
Царство: Растения
Подцарство : Зелёные растения
Отдел: Папоротниковидные
Международное научное название Классы
млн лет Эра 2,588 Чет-ный 23,03 66,0 145,5 199,6 251 299 359,2 416 443,7 488,3 542 4570
Читайте также:  Как засолить свежее свиное сало

Папоротники размножаются спорами и вегетативно (вайями, корневищами, почками, афлебиями и так далее). Кроме этого, для папоротников характерно и половое размножение как часть их жизненного цикла.

Содержание

Строение [ править | править код ]

Среди папоротников встречаются как травянистые, так и древесные формы жизни.

Тело папоротника состоит из листовых пластинок, черешка, видоизменённого побега и корней (вегетативного и придаточного). Листовидные органы папоротника называются вайями.

В лесах умеренной зоны обычно папоротники имеют короткий стебель, представляющий собой корневище, находящееся в почве. В стебле хорошо развита проводящая ткань, между пучками которой располагаются клетки основной — паренхимной ткани.

Вайи развёртываются над поверхностью почвы, вырастая из почек корневища. Эти органы обладают верхушечным ростом и могут достигать больших размеров; обычно они служат для выполнения двух функций — фотосинтеза и спорообразования. Спорангии размещаются на нижней поверхности вайи, в них развиваются гаплоидные споры.

Жизненный цикл [ править | править код ]

В жизненном цикле папоротника чередуется бесполое и половое поколение — спорофит и гаметофит. Преобладает фаза спорофита.

На нижней части листа раскрывается спорангий, споры оседают на земле, прорастает спора, появляется заросток с гаметами, происходит оплодотворение, появляется молодое растение.

У самых примитивных папоротников (ужовниковые) спорангии имеют многослойную стенку и не несут особых приспособлений для раскрывания. У более продвинутых — спорангий имеет однослойную стенку и приспособления к активному раскрыванию. Это приспособление имеет вид кольца. Уже среди примитивных папоротников прослеживается разноспоровость. У современных — небольшое число равноспоровых видов. Гаметофит равноспоровых обычно обоеполый. У примитивных он подземный и обязательно в симбиозе с грибами. У продвинутых гаметофиты надземные, зелёные и быстро созревающие. Они обычно имеют вид зелёной пластинки сердцевидной формы. Гаметофиты разноспоровых папоротников отличаются от равноспоровых (помимо своей раздельнополости) сильной редукцией, особенно мужского гаметофита. Женский гаметофит, потребляющий запасные питательные вещества у мегаспор, развит сильнее и имеет питательную ткань для будущего зародыша спорофита. При этом развитие таких гаметофитов происходит внутри оболочек мега- и микроспор.

Филогенез [ править | править код ]

По некоторым данным, папоротники произошли от плаунов, однако часть учёных считает, что хвощи, плауны, мхи и этот отдел произошли от псилофитов. В девонском периоде от споровых папоротников произошли семенные. Они относились к первым голосеменным растениям. От них произошли все остальные голосеменные и, вероятно, цветковые растения.

Классификация [ править | править код ]

Для классификации папоротников в разное время были предложены схемы, и они зачастую плохо согласовывались друг с другом. Современные исследования поддерживают более ранние идеи, основанные на морфологических данных. В то же время, в 2006 году Аланом Смитом (англ. Alan R. Smith ), ботаником-исследователем Калифорнийского университета в Беркли, и другими [5] была предложена новая классификация, основанная, в дополнение к морфологическим данным, на недавних молекулярных систематических исследованиях. Эта схема делит папоротники на четыре класса:

Последняя группа включает большинство растений, известных нам как папоротники.

Полная схема классификации, предложенная Смитом и другими в 2006 году, с учётом исправлений в части Cyatheaceae, предложенных в 2007 году группой Петры Корелл (англ. Petra Korall ) и других [6] :

  • Класс Psilotopsida — Псилотовидные
  • Порядок Ophioglossales — Ужовниковые
  • Семейство Ophioglossaceae — Ужовниковые
  • Порядок Psilotales — Псилотовые
    • Семейство Psilotaceae — Псилотовые
    • Класс Equisetopsida — Хвощёвые
      • Порядок Equisetales — Хвощёвые
        • Семейство Equisetaceae — Хвощёвые
        • Класс Marattiopsida
          • Порядок Marattiales — Мараттиевые
            • Семейство Marattiaceae
            • Класс Pteridopsida — Папоротниковые
              • Порядок Osmundales — Чистоустовые
                • Семейство Osmundaceae — Чистоустовые
                • Порядок Hymenophyllales — Гименофилловые
                  • Семейство Hymenophyllaceae — Гименофилловые
                  • Порядок Gleicheniales
                      Читайте также:  Запеканка из творога с рисом и изюмом
                    • Семейство Gleicheniaceae
                    • Семейство Dipteridaceae
                    • Семейство Matoniaceae
                    • Порядок Schizaeales
                      • Семейство Lygodiaceae
                      • Семейство Anemiaceae
                      • Семейство Schizaeaceae
                      • Порядок Salviniales — Сальвиниевые
                        • Семейство Marsileaceae — Марсилиевые
                        • Семейство Salviniaceae — Сальвиниевые
                        • Порядок Cyatheales
                          • Семейство Thyrsopteridaceae
                          • Семейство Loxomataceae
                          • Семейство Culcitaceae
                          • Семейство Plagiogyriaceae — Плагиогириевые
                          • Семейство Cibotiaceae
                          • Семейство Cyatheaceae
                          • Семейство Dicksoniaceae
                          • Семейство Metaxyaceae
                          • Порядок Polypodiales — Многоножковые
                            • Семейство Lindsaeaceae
                            • Семейство Saccolomataceae
                            • Семейство Dennstaedtiaceae — Деннштедтиевые
                            • Семейство Pteridaceae
                            • Семейство Aspleniaceae — Костенцовые
                            • Семейство Thelypteridaceae — Телиптерисовые
                            • Семейство Woodsiaceae — Вудсиевые
                            • Семейство Blechnaceae — Дербянковые
                            • Семейство Onocleaceae — Оноклеевые
                            • Семейство Dryopteridaceae — Щитовниковые
                            • Семейство Oleandraceae
                            • Семейство Davalliaceae
                            • Семейство Polypodiaceae — Многоножковые
                            • Классификация 2014 года отличается преимущественно укрупнением семейств [7] :

                              • ПодклассEquisetidae Warm.
                              • ПорядокEquisetales DC.
                              • Семейство Equisetaceae Michx.
                            • ПодклассOphioglossidae Klinge
                              • ПорядокOphioglossales Link
                                • Семейство Ophioglossaceae Martinov
                                • ПорядокPsilotales Prantl
                                  • Семейство Psilotaceae J.W.Griff. & Henfr.
                                  • ПодклассMarattiidae Klinge
                                    • ПорядокMarattiales Link
                                      • Семейство Marattiaceae Kaulf. , подсемейства Danaeo >Polypodiidae Cronquist, Takht. & Zimmerm.

                                        • ПорядокOsmundales Link
                                          • Семейство Osmundaceae Martinov
                                          • ПорядокHymenophyllales A.B.Frank
                                            • Семейство Hymenophyllaceae Mart.
                                            • ПорядокGleicheniales Schimp.
                                              • Семейство Gleicheniaceae C.Presl
                                              • Семейство Dipteridaceae Seward & E.Dale
                                              • Семейство Matoniaceae C.Presl
                                              • ПорядокSchizaeales Schimp.
                                                • Семейство Schizaeaceae Kaulf. , подсемейства Lygodio >Salviniales Bartl.

                                                  • Семейство Marsileaceae Mirb.
                                                  • Семейство Salviniaceae Martinov
                                                  • ПорядокCyatheales A.B.Frank
                                                    • Семейство Cyatheaceae Kaulf. , подсемейства Thyrsopter >Polypodiales Link

                                                      • Семейство Cystodiaceae J.R.Croft
                                                      • Семейство Lonchitidaceae C.Presl
                                                      • Семейство Lindsaeaceae C.Presl
                                                      • Семейство Saccolomataceae Doweld
                                                      • Семейство Dennstaedtiaceae Lotsy
                                                      • Семейство Pteridaceae E.D.M.Kirschn. , подсемейства Cryptogrammo >Aspleniaceae Newman , подсемейства Cystopter >Polypodiaceae J.Presl & C.Presl , подсемейства Didymochlaenoideae, Hypodematioideae, Dryopteridoideae, Lomariopsidoideae, Tectarioideae, Oleandroideae, Davallioideae, Polypodioideae (трибы Loxogrammeae, Drynarieae, Platycerieae, Microsoreae, Polypodieae)
                                                      • В 2016 году международной группой ботаников-систематиков ( Pteridophyte Phylogeny Group ) предложена консенсусная классификация ныне существующих таксонов [8] :

                                                        Хозяйственное значение [ править | править код ]

                                                        Экономическое значение папоротников не так велико по сравнению с семенными растениями.

                                                        Пищевое применение имеют такие виды, как Орляк обыкновенный ( Pteridium aquilinum ), Страусник обыкновенный ( Matteuccia struthiopteris ), Осмунда коричная ( Osmunda cinnamomea ) и другие.

                                                        Некоторые виды ядовиты. Наиболее токсичными из произрастающих в России папоротников являются представители рода Щитовник ( Dryopteris ), корневища которого содержат производные флороглюцина [9] . Экстракты из щитовника обладают антигельминтным действием и используются в медицине. Ядовитыми являются и некоторые представители родов Кочедыжник ( Athyrium ) и Страусник ( Matteuccia ).

                                                        Некоторые папоротники (нефролепис, костенец, птерис и другие) с XIX века используются как комнатные растения.

                                                        Вайи некоторых щитовников (например, Dryopteris intermedia) широко используются как зелёный компонент флористических композиций. Орхидеи часто выращивают в особом «торфе» из густо переплетённых тонких корней чистоуста.

                                                        Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а на Гавайях их крахмалистую сердцевину используют в пищу. Корневища папоротника рарауфе [en] были основой пищи маори, которые употребляли также корневища и побеги других папоротников. [ источник не указан 1328 дней ]

                                                        Папоротник в геологии [ править | править код ]

                                                        Предположительно, папоротники могли принимать широкое участие в образовании ископаемых углей, — при их погребении наносами и отсутствии доступа кислорода. Отпечатки древних папоротников нередки в угольных пластах. Таким образом, папоротники включены в глобальный кругооборот органики и, в частности, в кругооборот углерода планеты Земля. Горные породы, слагаемые папоротниками, носят название биолитов («камни биологического происхождения»), они же — горючие ископаемые.

                                                        Папоротник в культуре [ править | править код ]

                                                        В Викитеке есть тексты по теме: « Папоротник »

                                                        В мифологии [ править | править код ]

                                                        В славянской мифологии цветок папоротника наделялся магическими свойствами, хотя на самом деле папоротники не цветут [10] [11] .

                                                        В кинематографе [ править | править код ]

                                                        Существует телесериал российского производства «Пока цветёт папоротник».

                                                        Папоротники относятся к наиболее древним споровым растениям. Обитают в самых разнообразных экологических условиях: в заболоченных местах и водоемах, лесах тропического и умеренного климата. Наиболее известные представители — щитовник мужской, орляк, страусник. В жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов доминирует спорофит.

                                                        Расцвет папоротников произошел около 358 млн лет назад и длился примерно 65 млн лет, в честь папоротников назван период палеозойской эры — карбон, или каменноугольный период, который длился указанный промежуток времени. Именно папоротникам принадлежит активная роль в углеобразовании: в карбоне леса заселяли древовидные папоротники, достигавшие 40 и более метров в высоту.

                                                        Древесные формы папоротников сохранились до наших дней, однако большинство представителей — травянистые растения, у которых отсутствует камбий, а значит, нет и вторичной древесины.

                                                        Папоротники относятся к группе сосудистых растений, так как имеют жилки — сосудисто-волокнистые пучки, в отличие от мхов, которые не имеют жилок и не являются сосудистыми растениями. Механическая прочность обеспечивается отложением склеренхимы вокруг проводящих пучков (жилок).

                                                        В отличие от мхов, папоротники имеют проводящую ткань в стеблях и корнях, состоящую из ксилемы и флоэмы. Заметьте, я написал «корень» — у мхов не было и корней, вместо них были ризоиды, выполняющие аналогичную корням функцию. Корни папоротников, хвощей и плаунов всегда придаточные и растут от видоизмененного побега — корневища.

                                                        Строение

                                                        Рассмотрим строение папоротников на примере типичного представителя — щитовника мужского. Это широко распространенный папоротник, типичный для климата умеренных широт. Представляет собой многолетнее травянистое корневищное растение.

                                                        Образован пучком сильно расчлененных листьев, отходящих от корневища. Нарастают листья верхушкой, образуя завитки — «улитки».

                                                        Отметьте, что лист папоротника называется вайя (от греч. baion — пальмовая ветвь). В отличие от настоящих листьев, вайя имеет недетерминированный верхушечный рост. Листья имеют черешок, прикрепляющийся к стеблю, который может продолжаться в рахис — главную ось сложного листа, соответствующую центральной жилке.

                                                        Жизненный цикл папоротниковидных

                                                        Листостебельное растение папоротника, изображенное выше — спорофит (2n). Спорофит доминирует в жизненном цикле папоротниковидных, в отличие от цикла мха, где спорофит, по сути, является придатком гаметофита (редуцирован). На нижней стороне вайи располагаются спорангии, собирающиеся в сорусы — группы близкорасположенных спорангиев. На спорофите (2n) в спорангии после мейоза образуются споры (n).

                                                        В 2012 году группа ученых под руководством Ксавьера Нобли из Университета Ниццы выяснили, что спорангий имеет специальный механизм «катапульты», споры из него вылетают со скоростью около 10 м/с.

                                                        Гаплоидные споры (n) прорастают в заросток (n), небольшую пластинку (несколько мм) сердцевидной формы. Заросток зеленого цвета, способен фотосинтезировать и прикрепляется к почве ризоидами. На нем образуются мужские и женские половые органы — соответственно антеридии и архегонии. Сперматозоид (n), образовавшийся в антеридии, благодаря воде (во время дождя) попадает в архегоний, где сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n).

                                                        Из зиготы развивается зародыш, который проникает в ткани архегонии с помощью особого приспособления — гаустории (от лат. haustor — черпающий, пьющий). Гаустория представляет собой ножку, внедряющуюся в ткани заростка и поглощающую из него питательные вещества. Начинается бурный рост зародыша, образуется побег, а затем взрослое растение — спорофит (2n). Цикл замыкается.

                                                        Значение папоротников

                                                        Папоротники являются главным компонентом многих лесных сообществ, звеном в цепи питания — продуцентами (производителями органических веществ). Человек использует папоротник в декоративных целях. Молодые побеги некоторых папоротников съедобны и употребляются в пищу: побеги орляка, листья страусника обыкновенного.

                                                        Щитовник мужской имеет медицинское значение: из его корневищ изготавливают противогельминтный препарат.

                                                        ©Беллевич Юрий Сергеевич

                                                        Данная статья является интеллектуальной собственностью Беллевича Юрия Сергеевича. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

                                                        Пройдите тест
                                                        для закрепления знаний

                                                        В жизненно цикле у папоротников преобладает спорофит. Протонема — нитчатое образование, развивающееся из споры мхов. Заросток это и есть гаметофит. Антеридий — мужской половой орган примитивных растений, в нем образуются мужские половые клетки (сперматозоиды).

                                                        Папоротники в отличие от мхов имеют трахеиды — элементы проводящей ткани, которая появилась у папоротников. Настоящих листьев у папоротников нет, их листья — вайи, имеют недетерминированный верхушечный рост. Ризоиды и фотосинтезирующие клетки имеются и у мхов, и у папоротников.

                                                        Сорус — совокупность спорангиев на нижней стороне листа. Проросшая спора папоротника образует заросток — гаметофит.

                                                        Спорангии собраны в сорусы, расположенные на нижней стороне листа. В спорангиях происходит образование спор. В архегониях формируются яйцеклетки, а в антеридиях — сперматозоиды.

                                                        Запомните — разницы никакой нет! Само слово спорофит уже подразумевает диплоидный набор хромосом, поэтому спорофит любого растения будет содержать диплоидный набор хромосом.

                                                        «>

                                                        Ссылка на основную публикацию
                                                        У орхидеи отцвели цветы и сохнет ветка
                                                        В магазине обычно приобретают цветок во всей красе. Но отцвела орхидея, что делать со стрелкой, этот вопрос задают начинающие цветоводы....
                                                        Трава розмарина в аптеке
                                                        Ручной сбор (Респ. Адыгея, Краснодарский край) Ароматная травка под поэтичным названием розмарин (морская роса) в средние века почиталась в Европе...
                                                        Трава с длинными узкими листьями
                                                        многолетняя болотная трава с упругими длинными и узкими листьями • водолюбивое растение, настой его корней поможет решить многие проблемы с...
                                                        У папоротников образуются корни
                                                        Папоротники — наиболее древняя группа высших растений. Встречаются в различных экологических условиях. В умеренных зонах это травянистые растения, наиболее распространены...
                                                        Adblock detector